土石壩壩體施工方案

1、一.工程概況 芹池鎮(zhèn)原莊村后坡自然莊水保工程碾壓式土壩位于龍灣溝泄洪涵洞首部,用八字墻收水。二.壩基開挖與處理（一）壩基開挖處理的原因： 天然的壩基表面往往會(huì)有樹木、樹根、雜草、亂石、水井、窯洞、墳?zāi)?、探坑等，表面土壤的有機(jī)混合物的含量比級(jí)高，自然容重小，壩基范圍內(nèi)可能有高壓縮性松軟土層、濕陷性黃土層 等。對(duì)它們?nèi)绻贿M(jìn)行開挖、清除、處理，必將給壩基的防滲性、穩(wěn)定性帶來很大威脅。因此，壩基開挖、清除、處理，是土壩施工中的重要內(nèi)容，它的成功與失敗往往就決定了整個(gè)樞紐工程的成功與失敗。所以在壩體施工之前，必須進(jìn)行壩基開挖與處理。1.開挖處理的順序： 自上而下，先兩岸岸坡，后河槽壩基。2.岸坡處理要

2、求： （1）.岸坡與與壩體的防滲體的連接部位，要清理到不透水層。以避免留下滲水通道。（2）.清理后的岸坡若為巖石，其坡度不能陡于10.75，并且在填土之前涂上35毫米厚的粘土漿，以利于壩體的防滲體與岸坡的結(jié)合；（3）.清理后的岸坡若為粘土、非濕陷性黃土，其坡度不能陡于11.5，并要削成平整的斜坡；（4）.清理后的岸坡若為非粘性土，其坡度不陡于山坡土壤在飽和情況下的穩(wěn)定坡度；(5).對(duì)于巖石岸坡存在的反坡，為了減少削坡的方量，可以用混凝土填補(bǔ)成平順的斜坡面。（二）壩基處理內(nèi)容： 一般包括壩基、壩肩防滲處理、軟弱土層的處理。(三)壩基處理方法： 覆蓋層比較淺的，一般開挖成截水槽，并回填與壩體的防滲

3、體相同的土料；覆蓋層比較深的，一般用灌漿法法處理。對(duì)于斷層、破碎帶、節(jié)理裂隙、泉眼等特殊問題，要采取具有較強(qiáng)針對(duì)性的具體方法. 軟基開挖處理：(四)軟基開挖處理原則： 1.首先考慮用天然地基作閘基，以降低造價(jià)。 2.擬訂不同處理方案，經(jīng)全面可行性論證后確定。（五）軟土地基開挖： 使用各種挖運(yùn)機(jī)械開挖 。平原地區(qū)，最大的特點(diǎn)是地下水位比較高，因此，一般情況下，首先將基坑范圍內(nèi)的水抽干然后再開挖。開挖過程中主要的任務(wù)是基坑排水，防止過多的水滲入基坑，導(dǎo)致流沙現(xiàn)象發(fā)生，開挖后的基坑邊坡滑動(dòng)失穩(wěn)，影響水閘結(jié)構(gòu)施工，影響施工安全。為此，軟基開挖時(shí)一般采取如下措施： 1. 人工降低地下水位： 既在開挖之前

4、，在壩基范圍內(nèi)及其周圍用打機(jī)井的辦法打井抽水，此法可以防止流沙產(chǎn)生，提高閘基土的密實(shí)度，開挖時(shí)，邊坡可以比較陡，減少開挖回填的工作量。 2.濾水?dāng)r砂穩(wěn)定基坑邊坡： 這是在開挖后的基坑邊坡上，為防止?jié)B水時(shí)產(chǎn)生流沙現(xiàn)象，從而導(dǎo)致邊坡塌滑的措施。基本做法有：用疊砌葦捆攔砂；用秫秸、柳枝，稻草等綁成柴枕攔砂；對(duì)坡面鋪設(shè)護(hù)面材料攔砂等。（六）軟基處理常用方法 軟基處理方法比較多，例如教材介紹的換土法、排水法、振沖法、鉆孔灌注法等，這些方法都有自己的特點(diǎn)和使用條件，都可以供大家在今后的工作中參考。下面補(bǔ)充介紹幾種簡(jiǎn)便的常用方法：1.砂墊層法：（1）做法： 將基地底一定深度內(nèi)的軟土挖除，回填砂類土料（黃砂、

5、砂礫）（2） 作用：1） 砂土、fK；2）換砂過程中，經(jīng)夯實(shí)，沉陷量3）砂性土透水性大，有利軟土層內(nèi)孔隙水排除，加速基土固結(jié)。 （3）評(píng)價(jià)：1）優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)砂地區(qū)就地取材；不需機(jī)械設(shè)備效果 好；受氣溫降雨影響小。2）缺點(diǎn)：防滲問題突出，易產(chǎn)生滲透變形，上游應(yīng)設(shè)鋪蓋并大板樁，以延長滲徑。（4）墊層厚度：一般應(yīng)滿足兩個(gè)條件：1）傳到墊層底面的應(yīng)力不超過挖后基土的承載力2）不發(fā)生表層或深層滑動(dòng)。經(jīng)驗(yàn)多為12m，一般不超過34m，過厚不經(jīng)濟(jì)，具體計(jì)算方法，可見土力學(xué)等。（七） 筑壩料場(chǎng)選擇與規(guī)劃： 土壩用料量很大，因此，在水庫樞紐設(shè)計(jì)中的壩型選擇階段就應(yīng)該對(duì)土料場(chǎng)進(jìn)行全面調(diào)查，在施工前，要配合施工組織設(shè)計(jì)

6、，對(duì)料場(chǎng)作進(jìn)一步勘探、選擇、規(guī)劃。為保證質(zhì)量，節(jié)約投資，加快施工進(jìn)度，有必要從空間、時(shí)間、質(zhì)量、數(shù)量等方面全面進(jìn)行規(guī)劃。1.料場(chǎng)的空間規(guī)劃： 空間規(guī)劃是指 對(duì)料場(chǎng)的位置、高程進(jìn)行恰當(dāng)選擇、合理布置。基本要求是：（1）運(yùn)距短（有利于加快運(yùn)輸提高效率）；(2) 高程合適（有利于重車下坡，不會(huì)因料場(chǎng)位置高，道路坡度陡，引起運(yùn)輸事故）；(3)土場(chǎng)與重要建筑物或者居民點(diǎn)有足夠的防爆防震的安全距離（有利于減少施工隱患）。2.料場(chǎng)的時(shí)間規(guī)劃： 時(shí)間規(guī)劃是指在施工中，要考慮到施工強(qiáng)度和壩體填筑部位的變化，隨著季節(jié)和壩前蓄水情況的變動(dòng)，料場(chǎng)的工作條件也要能適應(yīng)其變動(dòng)的需要。以便于平衡運(yùn)輸任務(wù)，避免不必要的窩工。

7、基本要求是：(1)含水量高的旱季用，含水量低的雨季用；(2)施工強(qiáng)度高時(shí)用近料，施工強(qiáng)度低時(shí)用遠(yuǎn)料；(3)近處應(yīng)留有大壩合龍用料（筑壩合龍時(shí)、攔洪渡汛時(shí)填筑用料強(qiáng)度都很大）。3.料場(chǎng)的質(zhì)量和數(shù)量規(guī)劃： 土料的質(zhì)量和數(shù)量的規(guī)劃，是料場(chǎng)規(guī)劃的最基本要求，也是決定料場(chǎng)取舍的重要前提?；疽笫牵?(1)規(guī)劃時(shí)要全面勘探和試驗(yàn)（勘探內(nèi)容包括：料場(chǎng)的地質(zhì)成因、產(chǎn)狀、埋藏深度、儲(chǔ)藏量、物理力學(xué)指標(biāo)等；其中物理力學(xué)指標(biāo)包括各種容重、含水量、材料的成分、顆粒繼配、凝聚力、內(nèi)摩擦角、滲透系數(shù)等）；(2)勘探精度隨設(shè)計(jì)要求提高；(3)總儲(chǔ)量滿足總方量要求；(4)用料分配應(yīng)滿足階段施工中上料最大強(qiáng)度要求；(5)充分

8、利用建筑物基礎(chǔ)開挖的棄料（有利于減少外運(yùn)工作量，減少運(yùn)輸干擾，減少廢料堆放場(chǎng)地）(6)用人工篩分控制填料的質(zhì)量（有利于緊縮壩體設(shè)計(jì)斷面，并可以充分利用渣料）；(7)規(guī)劃時(shí)中考慮主料場(chǎng)的同時(shí)還應(yīng)考慮備用料場(chǎng)（主料場(chǎng)不僅要質(zhì)量好、儲(chǔ)量大一般應(yīng)比需要的總方量多11.5倍，運(yùn)距近，而且有利于常年開采，備用料場(chǎng)要在淹沒范圍以外，當(dāng)主料場(chǎng)被淹沒或者其他原因中斷使用時(shí)，使用備用料場(chǎng)，備用料場(chǎng)的儲(chǔ)藏量應(yīng)為主料場(chǎng)總儲(chǔ)藏量的2030%）(8)規(guī)劃時(shí)應(yīng)考慮棄料的出料、堆料、棄放的位置，（力求避免施工干擾，加快開采、運(yùn)輸速度）。三.施工方案選擇 在施工中，中小型土石壩一般采用各種改良工具和半機(jī)械化施工方,科學(xué)的進(jìn)行施

9、工布置，對(duì)加快土壩施工進(jìn)度，降低生產(chǎn)成本具有重要的意義。綜合機(jī)械化的基本原則： 在施工中，挖、運(yùn)、填、壓等各道工序均由互相匹配的施工機(jī)械來完成，從而構(gòu)成一條龍的生產(chǎn)流程，這種方法稱為綜合機(jī)械化施工。組織綜合機(jī)械化施工應(yīng)遵循下列原則： 1.盡量形成綜合機(jī)械化施工系統(tǒng)；（所有施工環(huán)節(jié)、內(nèi)容都采用機(jī)械化。）2.充分發(fā)揮注意機(jī)械的作用；（主要機(jī)械指對(duì)完成關(guān)鍵工序起主導(dǎo)作用，而且臺(tái)班費(fèi)用最高的機(jī)械。充分發(fā)揮它的作用，有利于加快進(jìn)度，降低成本。例如，施工中用正向鏟挖掘機(jī)采料，自卸汽車運(yùn)輸上壩，推土機(jī)平土，振動(dòng)碾壓實(shí)，刨毛機(jī)刨毛，灑水車灑水，這種綜合機(jī)械化施工中，正向鏟挖掘機(jī)就是主要機(jī)械，它的作用發(fā)揮好壞，

10、直接影響各道工序、各種機(jī)械作用的發(fā)揮。）3.機(jī)械配套要有利于使用、維修、管理；（盡量采用大型、高效、型號(hào)單一的施工機(jī)械，減少機(jī)械的型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量，盡量利用一種機(jī)械能夠完成幾道工序，以減少機(jī)械之間的配合環(huán)節(jié)，提高機(jī)械的時(shí)間利用系數(shù)，簡(jiǎn)化維修管理工作。）4.加強(qiáng)機(jī)械維修管理；（磨刀不誤砍材工，加強(qiáng)對(duì)機(jī)械的養(yǎng)護(hù)，使機(jī)械都能長期保持正常工作狀態(tài)，無疑會(huì)提高機(jī)械的利用率，因此施工現(xiàn)場(chǎng)一般設(shè)有機(jī)械修配企業(yè)。）5.合理布置工作面，改善道路條件，減少機(jī)械轉(zhuǎn)移時(shí)間。（要實(shí)現(xiàn)快速挖、裝、運(yùn)、卸、鋪、壓，合理布置工作面，改善道路條件，是重要的前提，否則，一個(gè)環(huán)節(jié)受阻，會(huì)環(huán)環(huán)窩工。因此，安排作業(yè)時(shí)，一般讓大型機(jī)械去

11、完成工作量大而集中的任務(wù)，工作量小而分散的局部地段，安排小型機(jī)械去完成，避免機(jī)械頻繁轉(zhuǎn)移，造成浪費(fèi)。）四.壩面作業(yè) 在壩基和基礎(chǔ)處理完成，允許填筑土料時(shí)，壩面作業(yè)就可以全面展開。在施工中，壩面作業(yè)組織是壩體填筑的核心，作業(yè)組織的好壞，直接影響到大壩的質(zhì)量、施工進(jìn)度、生產(chǎn)成本。（一） 壩面作業(yè)的施工組織：1.壩面施工程序： 基本包括：鋪土、平土、灑水（涼曬）、壓實(shí)、刨毛（用平碾壓實(shí)時(shí)）、質(zhì)量檢查等。2.壩面施工特點(diǎn)： 工作面窄、工種多、工序多、機(jī)械設(shè)備多。組織不好，容易發(fā)生互相干擾，造成窩工，延誤進(jìn)度，影響質(zhì)量。為避免這類情況發(fā)生，壩面一般采取流水作業(yè)法施工。3.流水作業(yè)的實(shí)施：1.流水作業(yè)的概

12、念： 流水作業(yè)，首先是根據(jù)施工工序數(shù)目，將壩面分段，組織不同工種的專業(yè)隊(duì)依次進(jìn)入各個(gè)工段施工。對(duì)于同一個(gè)工段來講，各個(gè)專業(yè)隊(duì)按照工序依次連續(xù)施工；對(duì)于各個(gè)專業(yè)隊(duì)來講，依次不停的在各個(gè)工段完成固定的專業(yè)工作。2.流水作業(yè)的效果： 實(shí)現(xiàn)了施工專業(yè)化，在各個(gè)工段都有專業(yè)隊(duì)使用固定的機(jī)具進(jìn)行施工。這個(gè)效果有利于施工人員技術(shù)的熟練和提高；容易保證施工過程中人、地、機(jī)具三不閑，可以避免互相干擾，從而實(shí)現(xiàn)多、快、好、省、安全施工。3.流水作業(yè)段數(shù)計(jì)算（對(duì)于某一控制高程的壩面）： 式中：m工作段數(shù)；WD壩體某高程的工作面面積，m2；WB單位時(shí)間內(nèi)要求流水作業(yè)（班）的鋪土面積，m2；Qd要求的上壩填筑強(qiáng)度，m3

13、/；d土石料設(shè)計(jì)干容重，t/m3；n料場(chǎng)土石料的天然容重，t/m3；h每層鋪填松土的厚度，m；KS土石料最后松散系數(shù)（見107頁表61）。（1） 流水作業(yè)示例：（見107頁，咯）五.壩面填筑施工基本要求 壩面作業(yè)是保證壩體質(zhì)量的關(guān)鍵，應(yīng)把好各道工序的質(zhì)量關(guān)。為此要求：1.粘性土的鋪料與壓實(shí)要連續(xù)進(jìn)行；2.上層土料應(yīng)在下層壓實(shí)合格，并刨毛灑水后鋪填；3.粘性土灑水應(yīng)少、勤、勻，以保證壓實(shí)效果；4.非粘性土，特別時(shí)石渣和沙礫料應(yīng)充分灑水，以保證壓實(shí)效果；5.鋪土方向沿壩軸線進(jìn)行；6.卸料盡量采用進(jìn)占法退鋪；7.鋪料要均勻，大土塊要打碎；8.向上下游保持12%的坡度，以利于排除施工期間的雨水；9.壓

14、實(shí)必須按次序進(jìn)行，不能漏壓、欠壓、過壓；10.碾壓機(jī)械必須平行壩軸線，采取進(jìn)退、錯(cuò)距的開行方式；11.分段碾壓時(shí)，順碾壓方向的搭接長度不小于0.30.5米。12.汽車穿越反濾層進(jìn)入防滲體要設(shè)專用“路口”。（因?yàn)槠嚧┰椒礊V層時(shí)容易將反濾料帶入防滲體，造成防滲土料與反濾料邊線混肴影響壩體結(jié)構(gòu)質(zhì)量，因此，應(yīng)在壩面每隔4060米設(shè)專用“路口”，并且，每隔二三層換一次路口位置，既可以防止將土料帶入反濾層，也可以防止因超壓產(chǎn)生剪切破壞。）六.防滲體的填筑1.心墻壩體的填筑： 心墻上升過快，容易干裂而影響質(zhì)量，砂殼上升過快也會(huì)造成施工困難，所以心墻應(yīng)與上下游反濾料以及部分壩殼平起填筑。碾壓時(shí)，粘土用羊足碾

15、，粘土與砂料分界處用氣胎碾，沙礫料用振動(dòng)碾。2.斜墻壩體的填筑： 防滲斜墻可以與下游的反濾料以及壩殼平起填筑，更可以待壩體上升一定高度后，甚至壩體達(dá)到設(shè)計(jì)高程以后，再填筑斜墻，有利于避免因壩體沉陷過多，而引起斜墻裂縫。填筑好的斜墻，在它的上游肴立即作好保護(hù)層，防止干裂，保護(hù)層應(yīng)隨斜墻增高而增高，其高度相差一般不超過12米。3.接縫處理： 壩體分期分段施工時(shí)，新舊壩體結(jié)合處既為施工接縫處。處理不好，會(huì)形成漏水通道，或者產(chǎn)生不均勻沉陷。對(duì)于防滲體一般不設(shè)平行壩軸線的縱向接縫，均質(zhì)壩垂直壩軸線的橫向接縫處，結(jié)合坡度一般不陡于13，高差大于1米時(shí)，還要挖結(jié)合槽，均質(zhì)壩允許游平行壩軸線的縱向接縫，接縫的

16、兩側(cè)壩體高差較小時(shí)，結(jié)合坡度不陡于12，結(jié)合面可以是斜坡，也可以是臺(tái)階形。七.質(zhì)量檢查與控制 為保證施工質(zhì)量，質(zhì)量檢查與控制應(yīng)貫穿各個(gè)施工環(huán)節(jié)和施工的全過程。1.料場(chǎng)質(zhì)量檢查與控制： 對(duì)土料料場(chǎng)的土質(zhì)情況、土塊大小、含水量高低、雜質(zhì)含量多少要經(jīng)常取土檢查。含水量高的，要改善料場(chǎng)的排水條件，采取防雨措施，對(duì)土料進(jìn)行翻曬，使含水量降低到規(guī)定范圍內(nèi)；含水量低時(shí)，對(duì)粘性土料應(yīng)考慮在料場(chǎng)加水，加水量可以按下式計(jì)算： 式中：Q0料場(chǎng)加水量；QD土料上壩強(qiáng)度；KP土的可松性系數(shù)；e料場(chǎng)土料的容重；0壩面碾壓時(shí)要求的含水量；e料場(chǎng)土料的天然含水量；土料裝運(yùn)過程中的含水量蒸發(fā)損失，一般取0.020.03最好現(xiàn)場(chǎng)

17、測(cè)定。加水方法可以采用分塊筑席埂，灌水浸漬，輪換取土；也可以采用噴灌機(jī)噴灌。對(duì)于石料場(chǎng)要經(jīng)常檢查石質(zhì)、風(fēng)化程度，石塊大小，石塊形狀是否符合上壩要求。對(duì)于性質(zhì)不詳?shù)耐亮弦皶r(shí)進(jìn)行物理力學(xué)性質(zhì)和化學(xué)分析試驗(yàn)，檢查合格后才能使用。2.壩面的質(zhì)量檢查與控制：（1） 檢查控制的基本內(nèi)容： 在壩體填筑過程中，應(yīng)對(duì)鋪土厚度、土塊大小、含水量大小、壓實(shí)后的干容重、壓實(shí)后的層間接和進(jìn)行檢查，并采取控制措施。一般主要檢查控制含水量和干容重。達(dá)不到要求的，應(yīng)及時(shí)處理。（2） 檢查取樣 規(guī)定： 對(duì)不同的壩料、不同部位的取樣，試驗(yàn)的項(xiàng)目、取樣實(shí)驗(yàn)次數(shù)的要求不同。但是，都要符合規(guī)范的規(guī)定（見109頁表62）。（3） 取樣

18、部位要求：1） 在截水槽取樣不少于兩排，取樣間距不超過30米；2） 在有代表性的碾壓壩段應(yīng)取樣檢查；3） 重要結(jié)合部位或者可疑部位（土質(zhì)變化、含水量過高過低 、鋪土厚度不均、壩體與岸坡、與混凝土建筑物，壩殼與防滲體，壩體分段施工等容易漏壓的結(jié)合部位）要重點(diǎn)取樣檢查。（4） 檢查結(jié)果要求：1） 壓實(shí)干容重的合格率不小于90%；2） 干容重不低于設(shè)計(jì)干容重的98%；3） 不合格的土樣不得集中。（5） 非粘性土的檢查控制：1） 基本要求： 對(duì)于反濾層、過度層、壩殼等非粘性土的質(zhì)量檢查，除按表62的規(guī)定取樣外，主要控制壓實(shí)參數(shù)。2） 取樣方法： 一般在填筑排水反濾層過程中，每一層在25×25m的面積內(nèi)，取樣12個(gè)； 對(duì)于條形反濾層，每隔50米設(shè)一個(gè)取樣斷面，每個(gè)取樣斷面每層所取樣品不得少于4個(gè)，并應(yīng)均勻分布在斷面的不同部位，而且層間取樣位置要彼此對(duì)應(yīng)。3） 檢查內(nèi)容： 對(duì)于反濾層鋪填的厚度、是否混有雜物、填料的質(zhì)量、顆粒級(jí)配應(yīng)全面檢查，通過顆粒分析，查明反濾層的層間系數(shù)（D50/d50）和每層的顆粒不均勻系數(shù)（D60/d10）是否符合設(shè)計(jì)要求。不符合要求的，應(yīng)重新篩選，重新